Geochimica



geochimica  Scienza che studia la composizione chimica del globo terrestre, stabilendo l'abbondanza e la distribuzione degli elementi chimici e dei loro composti e analizzando i fenomeni fisico-chimici che avvengono nell'ambito dell'atmosfera, dell'idrosfera, della litosfera e della biosfera.

u Chimica

Il termine geochimica fu creato nel 1838 dal chimico svizzero Schönbein; un primo trattato di geochimica fu scritto da Clarke nel 1912 e la prima società di geochimica fu creata in Francia nel 1955.

La più importante applicazione della geochimica è quella rivolta alla ricerca mineraria: essa si basa sulla determinazione delle tracce di metalli contenute nel terreno superficiale e nell'acqua dei ruscelli o nelle foglie e nelle radici delle piante. Infatti l'aumento del tenore di un metallo nei campioni raccolti lungo una determinata direttrice è indice della vicinanza di un giacimento. Successivamente nel campo della geochimica lo sviluppo scientifico e tecnico, la messa a punto di tecnologie e di metodologie, l'utilizzo di apparecchiature sofisticate hanno fatto passi da gigante in relazione alle continue problematiche delle scienze della Terra, che si presentano quotidianamente e che necessitano di adeguate e approfondite risposte. Uno dei campi di ricerca che ha impresso una svolta agli studi geochimici è costituito dalla geotermica, soprattutto per quel che riguarda i fluidi ad alta entalpia (acqua e vapore sopra i 130 ºC), che possono avere grande interesse energetico per la produzione di elettricità. In tali ricerche uno dei punti fondamentali, che riguarda da vicino l'impostazione generale delle tematiche di sviluppo, è proprio la costituzione chimica dei fluidi geotermici, per la definizione dei rapporti intercorrenti tra componenti volatili e parte fluida da una parte, e per l'individuazione dei caratteri di tossicità dei costituenti dei fluidi geotermici dall'altra. Un altro importante intervento della geochimica nell'ambito della ricerca di fluidi ad alta e a bassa entalpia riguarda la banca dei dati geotermici per la definizione di progetti riguardanti aree specifiche. E' opportuno richiamare l'attenzione sull'importanza che possono assumere le ricerche geochimiche nello studio dei terremoti e in particolare in tutte quelle fasi che riguardano la previsione dei fenomeni sismici. E' noto infatti che le acque sotterranee risentono in maniera sensibile di scosse, microscosse, di variazione di tensioni nel sottosuolo e cioè di tutti quei movimenti del terreno che possono precedere scosse di una notevole intensità. Si definiscono pertanto “precursori” questi segnali idrogeologici, che possono essere seguiti in dettaglio attraverso il controllo delle caratteristiche geochimiche dell'acqua e che possono pertanto dare testimonianza diretta delle variazioni che si stanno verificando nel sottosuolo. La scoperta di manifestazioni idrotermali sottomarine sulle dorsali oceaniche ha condotto a modificare le precedenti concezioni sulla chimica marina. La nuova ipotesi è che l'acqua marina, infiltratasi per parecchi chilometri sotto il fondo oceanico, si surriscaldi e a contatto con le rocce basaltiche dia luogo alla precipitazione di solfati, solfuri e idrossido di magnesio sotto forma di argilla. L'acqua risulta così trasformata in una soluzione acida, chimicamente ridotta, che liscivia dalle rocce gli ioni positivi di numerosi metalli (calcio, ferro, manganese, litio, ecc.), risalendo poi sul fondo dell'oceano. Qui, miscelandosi con i solfati presenti nell'acqua marina, dà luogo alla precipitazione del solfato di calcio (di cui sono formati i camini) e di solfuri metallici (la presenza del solfuro di ferro provoca il fenomeno del fumo nero). Questo spiegherebbe la presenza di grandi quantità di sedimenti metalliferi sul fondo oceanico. L'anidride carbonica, infine, fuoriuscendo dai camini si miscela con l'acqua dell'oceano e, raggiunta la superficie, entra nell'atmosfera. Questa nuova ipotesi sembra accordarsi con ricerche effettuate con modelli computerizzati che indicano un rapporto abbastanza stretto tra il contenuto di anidride carbonica nell'atmosfera e le modificazioni del ritmo di espansione del fondo oceanico. In realtà negli ultimi anni si sono moltiplicati gli studi volti, pur partendo da approcci disciplinari diversi, ad analizzare gli scambi di carbonio tra biosfera, suoli, atmosfera e oceano.